1. diel - Siete - Typy používaných sietí
Vitajte v kurze základov sietí. Určený je začiatočníkom, ktorí chcú pochopiť, ako spolu počítače (a ďalšie zariadenia) komunikujú po sieti. V priebehu kurzu sa budeme odkazovať na konkrétne veci a zariadenia, ktoré máme všetci doma. V tomto prvom tutoriále si vysvetlíme, na aké typy počítačových sietí v praxi narazíme. Siete si rozdelíme podľa veľkosti (PAN, LAN, WAN,...), podľa prenosového média, topológie a zabezpečenia.
Predpoklady pre úspešné zvládnutie kurzu
Pre tento kurz nám postačia základné znalosti práce s PC a orientácia v operačnom systéme. Hlbšia znalosť Windows alebo Linuxu je ale určite výhodou, rovnako ako znalosť ľubovoľného skriptovacieho jazyka. Za príklad spomeňme Bash alebo PowerShell.
Typy počítačových sietí
Počítačové siete sú súbor počítačov a ďalších zariadení, ktoré sú prepojené pomocou káblov alebo bezdrôtového pripojenia, aby mohli vzájomne komunikovať a zdieľať dáta. Toto prepojenie umožňuje používateľom pristupovať k informáciám a službám na iných počítačoch v sieti a umožňuje tiež zdieľanie týchto informácií a služieb s ostatnými používateľmi. Počítačové siete sa vyskytujú vo všetkých veľkostiach, od malých sietí v domácnostiach a kanceláriách až po veľké celosvetové siete, ako je internet.
Delenie podľa rozsiahlosti
Existuje päť hlavných kategórie delenia počítačových sietí podľa rozsiahlosti:
- osobné siete - PAN (Personal Area Network),
- lokálne siete - LAN (Local Area Network),
- metropolitné siete - MAN (Metropolian Area Network),
- rozsiahle siete - WAN (Wide Area Network),
- globálnej siete - GAN (Global Area Network).
Osobná sieť PAN je typ počítačovej siete, ktorý sa používa pre osobnú a nerozsiahlu komunikáciu, obvykle v rozsahu desiatich a menej metrov. Siete PAN sú obvykle používané na pripojenie osobných zariadení, ako sú chytré telefóny, tablety, počítače a osobné počítače k ďalším zariadeniam. Tými môžu byť napríklad tlačiarne, reproduktory a klávesnice. Sieť PAN je možné vytvoriť pomocou rôznych technológií, ako je Bluetooth, infračervené žiarenie alebo WiFi. Za príklad uveďme, že svoje chytré telefóny pripájame k bezdrôtovému reproduktoru pomocou technológie WiFi. Ďalším príkladom je pripojenie bezdrôtovej klávesnice k počítaču pomocou Bluetooth. V praxi si teda PAN predstavíme takto:
Lokálna sieť LAN
Lokálna sieť LAN je typ počítačovej siete, ktorý prepája zariadenie v malej geografickej oblasti. Tou môže byť napríklad domácnosť, kancelária alebo budova. Siete LAN sú obvykle zložené zo skupiny prepojených zariadení, ako sú počítače, servery, tlačiarne a sieťové úložiská. Tieto zariadenia sú prepojené pomocou káblov alebo opäť bezdrôtových technológií (WiFi). Hlavným účelom LAN je umožniť zariadeniam v sieti zdieľať dáta a komunikovať medzi sebou. Štruktúra LAN potom vyzerá takto:
Metropolitná sieť MAN
Metropolitná sieť MAN je typ počítačovej siete, ktorá pokrýva metropolitnú oblasť, napríklad mesto alebo obec. Siete MAN sú obvykle spravované jednou organizáciou alebo jednotlivcami a slúžia na pripojenie sietí LAN. MAN sa často používajú organizáciami, ktoré potrebujú prepojiť v rámci jedného mesta alebo mestečka viac miest. Typicky ide o nemocnice, univerzity alebo vládne agentúry. Tiež sa používajú poskytovateľmi internetových služieb na poskytovanie prístupu k internetu pre veľký počet zákazníkov v určitej geografickej oblasti. Sieť MAN si predstavíme takto:
Rozsiahla sieť WAN
Rozsiahla sieť WAN je typ počítačovej siete, ktorá prepája zariadenia v rozsiahlej geografickej oblasti, ako sú napríklad mestá, štáty alebo dokonca celé krajiny. WAN sú obvykle zložené z niekoľkých LAN alebo MAN prepojených pomocou vysokorýchlostných komunikačných kanálov. Tie bývajú založené na optických kábloch alebo aj satelitným spojením. Hlavným účelom WAN je umožniť zariadeniam v rôznych geografických oblastiach komunikovať a zdieľať zdroje. WAN sú často poskytované externými poskytovateľmi služieb, ako sú telekomunikačné spoločnosti alebo internetoví poskytovatelia, ktorí poskytujú pripojenie medzi rôznymi sieťami. Ich schematická štruktúra vyzerá takto:
Globálna sieť (GAN)
Globálna sieť GAN je typ počítačovej siete, ktorá prepája zariadenia po celom svete. Tieto siete pokrývajú viac krajín a kontinentov. GAN typicky používajú satelitnú technológiu alebo vysokorýchlostné podmorské káble. Obvykle ich používajú veľké organizácie, typicky medzinárodné spoločnosti a vládne agentúry, ktoré potrebujú prepojiť a zdieľať zdroje medzi viacerými miestami po celom svete. GAN tiež umožňujú globálnu komunikáciu a spoluprácu medzi zamestnancami:
Delenie sietí podľa prenosového média
Existujú dve hlavné delenia počítačových sietí podľa prenosového média: drôtové a bezdrôtové siete. Tu si ešte urobme malú odbočku a definujme si, čo je to prenosová rýchlosť. Tento údaj nám hovorí, aký objem informácie sa prenesie za jednotku času. Základnou jednotkou prenosovej rýchlosti je bit za sekundu (bps, bits per second). Týka sa samozrejme ako drôtových, tak aj bezdrôtových sietí.
Drôtové siete
Siete prepojené drôty si ďalej rozdelíme podľa materiálov.
Koaxiálny kábel
Koaxiálny kábel je typ kábla, ktorý sa skladá z vnútorného vodiča a vonkajšieho krytu. Koaxiálne káble sa používajú na prenos veľkých objemov dát rýchlosťou až niekoľkých Gbps.
Medený kábel
Medený kábel je typ kábla, ktorý sa skladá z medených vodičov. Medené káble sa používajú na prenos dát rýchlosťou až niekoľkých Gbps. Tento typ káblov sa podľa prevedenia ďalej delí na kategórie ako UTP (unshielded twisted pair) alebo STP (shielded twisted pair).
Optický kábel
Optický kábel je druh kábla, ktorý používa na prenos dát optický signál (svetlo). Optické káble sa skladajú z vlákien z priehľadného materiálu, ako je sklo alebo plast, ktoré umožňujú svetlu prechádzať.
Bezdrôtové siete
Bezdrôtové siete sa využívajú na prenos dát "vzduchom", najčastejšie pomocou elektromagnetického vlnenia. Tieto siete umožňujú pripojenie zariadenia bez nutnosti fyzického pripojenia káblom.
WiFi
WiFi využíva na prenos dát elektromagnetické vlnenie na frekvencii 2,4 a 5 GHz. Dosah je rádovo v jednotkách až nízkych desiatkach metrov. Moderné štandardy WiFi ponúkajú pomerne vysokú prenosovú rýchlosť.
Bluetooth
Bluetooth slúži na prepájanie dvoch a viacerých elektronických zariadení, ako napríklad mobilný telefón, tablet, PC alebo bezdrôtové slúchadlá. Pracuje podobne ako WiFi na 2,4 GHz.
WiMAX
WiMax je dnes už takmer nepoužívaná technológia. Oproti WiFi má výhodu v dosahu až desiatok kilometrov. Z rôznych dôvodov (predpisy, cena) sa od nej upúšťa.
Typy a vlastnosti jednotlivých káblov a bezdrôtového prenosu budú podrobnejšie vysvetlené v neskorších lekciách.
Delenie sietí podľa typu prepojenia
Počítačové siete delíme aj na základe ich štruktúry prepojenia, jedným slovom topológie.
Peer-to-peer
Peer-to-Peer (P2P) je model, v ktorom každý počítač (uzol) v sieti má rovnakú rolu a môže byť ako klientom, tak aj serverom. V tejto architektúre nie je žiadny počítač, ktorý by plnil funkciu hlavného uzla alebo centrálneho servera. Dáta sú zdieľané medzi uzlami priamo, bez potreby sprostredkovateľa. P2P siete sú často využívané na zdieľanie súborov, hudby alebo videa.
Klient-server
Klient-server je model, v ktorom existuje jeden alebo viac počítačov, ktoré plnia úlohu servera. Ďalšie počítače potom plnia rolu klientov. Klienti sa pripájajú k serveru a požadujú dáta alebo služby. Server potom klientom poskytuje požadované informácie alebo služby. Tento model sa často používa v organizáciách alebo inštitúciách, kde je potrebná silná centralizácia a kontrola prístupu k dátam.
Delenie podľa vlastníctva
Siete delíme aj na základe toho, kto ich vlastní a/alebo prevádzkuje.
Verejné siete
Verejné siete sú vlastnené a spravované nezávislými organizáciami alebo vládou. Príkladom verejnej siete je internet.
Súkromné siete
Súkromné siete sú vlastnené a spravované jednou organizáciou alebo spoločnosťou pre vlastné interné potreby. Príkladom je sieť vo firme alebo škole.
Hybridné siete
Hybridné siete kombinujú prvky verejných a súkromných sietí. Príkladom je sieť, ktorá používa verejnú sieť (internet) na pripojenie k súkromnej sieti.
Delenie sietí podľa bezpečnosti
Veľmi dôležitým faktorom delenia sietí je úroveň ich zabezpečenia.
Siete s vysokou bezpečnosťou
Siete s vysokou bezpečnosťou sú navrhnuté tak, aby chránili citlivé dáta pred neoprávneným prístupom. Tieto siete sa často používajú na kritické aplikácie v bankovníctve alebo vládnych úradoch. Tieto siete sú spravidla vybavené firewallmi, šifrovaním, autentizáciou a ďalšími bezpečnostnými prvkami.
Siete s normálnou bezpečnosťou
Siete s normálnou bezpečnosťou sú navrhnuté tak, aby chránili bežné dáta pred neoprávneným prístupom. Tieto siete sa často používajú na bežné podnikové aplikácie alebo na domáce použitie. Obvykle sú tiež vybavené firewallmi a ďalšími základnými bezpečnostnými prvkami.
Siete s nízkou bezpečnosťou
Siete s nízkou bezpečnosťou nie sú navrhnuté tak, aby chránili dáta pred neoprávneným prístupom. Tieto siete sa často používajú na nekritické aplikácie alebo na testovacie účely. Neobsahujú žiadne alebo len minimálne bezpečnostné prvky.
V budúcej lekcii, Siete - Typy sieťových zariadení , si predstavíme sieťové zariadenia a vysvetlíme si, na čo sa používajú.
